半导体废气制程排放_图文(精).doc

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1、半導體廠製程排氣系統魏振翼,彭淑惠,胡石政摘要新竹新學園區的設立，帶動了台灣的經濟發展，但也造成了環境方面的污染，半導體業在製造過程中，無可避免地必須使用不同種類的化學物質，為了提高產品的良率，必須精密控制產品所接觸之環境的空氣品質。而製程排氣系統（ExhaustSystem），雖非製程生產所需設備，但卻是為生產區域營造一個可供生產人員在安全無虞情況下的工作環境，因此製程排氣系統，從廢氣物質相容性至排放氣體輪送，以至於各種污染處理設備，皆需經嚴格且縝密選擇，這些均是環環相扣缺一不可。本文研究的目的乃是希望藉由針對

2、廢氣種類及化學性質之源頭分析，進而分類，以期能從目前園區常用系統中篩選出既安全又環保的系統。關鍵詞：半導體工業、揮發性有機廢氣、洗滌塔1．前言半導體工業，雖已有四十年的發展，卻是在近十年內快速發展，成長之速非常驚人，且電子產品已成為人們生活中不可缺少的必需品，各個先進國家無不努力於研究發展，以期在工業能力及市場佔有方面能取得優勢。但在半導體製程生產既可符合製程生產需求，又能兼顧工業安全，同時更可為環保盡一份心力時，所排放之廢氣，除了對人體會有安全性之威脅外，更會造成環保空氣污染。有鑑於此，在投入半導體工業建廠的同

3、時，希望能對製程排氣之處理原理，環保相關法規甚至各個系統處理所使用之管材，做全面通盤的了解。2．製程排氣系統之分類：半導體製程流程中，使用機台種類相當煩多，各種排放物質種類更是不勝枚舉，若要針對單一種類設置單獨排放處理設施，不僅有其設置上的因難，而且施工上及日後維修保養更屬不易，因而，目前半導體廠房中，依據排放之特性大致上區分為酸／毒性（AcidExhaust）、鹼性（AlkaliExhaust）、有機溶劑（SolventExhaust）及一般排氣（GeneralExhaust）四個系統：(1酸、鹼性廢氣：其主要

4、來源為化學清洗工作站，清洗晶片時所產生之揮發性氣體，此氣體部分含有濃煙，部分則對呼吸系統有刺激性作用有害人體，故必須經過CentralScrubber做水洗中和處理後，再排入大氣。(2毒性廢氣：其主要來源為化學氣相沈積（CVD）乾蝕刻機、擴散、離子植入機及磊晶等製程時所產生，由於以上之製程均使用大量的毒性氣體，因此在其機台本身即設置有LocalScrubber作先行處理，再送至CentralScrubber做水洗中和處理後，再排入大氣。(3有機溶劑廢氣：目前半導體製造業大多以活性碳吸附塔或填充式洗滌塔處理廠內排之

5、VOC氣體，但本公司之前設計茂德廠則採用沸石濃縮轉輪＋燃氣式焚化爐，去除率可達90﹪以上，為目前較佳之空氣污染控制技術。(4一般廢氣：其來源為機器運轉發熱產生不含有害物質，故可經由排氣設備直接排入大氣。圖一半導體依排氣種類規畫流程圖2.1半導體製造業空氣污染物排放標準表一半導體製造業空氣污染物排放標準說明VOCs90%或工廠排放總量應小於0.6kg/hr(以甲烷為計。90%或排放總量應小於0.02kg/hr95%或排放總量應各小於0.6kg/hr95%或排放總量應小於0.1kg/hr2.2酸/鹼廢氣處理系統（Ac

6、id/AlkaliExhaustSystem）製程排放之廢氣，利用風管銜接至CentralScrubber，目前毒、酸、鹼排放廢氣系統處理，多使用水洗式中央洗滌塔，進行酸、鹼、毒物之水洗，使排出之氣體符合環保法規要求，而清洗後污水進污水處理廠處理。2.2.1處理原理應用水洗式中央洗滌塔可處理廢氣中0.3μm以上之微粒狀物，同時也可以去除廢氣中之氣態污染物，其基本原理是利用氣體與液體間的接觸，而去除氣體中的污染物傳送到液體中，然後再將清潔之氣體與污染的液體分離達到清淨空氣之目的。氣流中的(粒狀物與洗滌液接觸後，液滴

7、或液膜擴散附於氣流中之粒子上或者增濕於粒子使粒子藉著重力、慣性力，等作用達到分離去除之目的。(氣態污染物質則藉著絮流分子擴散等質量傳送，以及化學反應等現象傳送洗滌液體中達到與進入氣體分離之目的並可在洗滌液中添加化學物質，以吸收方式控制氣狀臭味物質。2.2.2處理方式廢氣經由填充式洗滌塔和洗滌液進行吸收中和(利用填充物增加接觸表面積以去除廢氣中之有害微粒物質，廢氣經由填充式洗滌塔，採用氣液逆向吸收方式處理(downward以霧狀噴灑而下產生小水滴，廢氣則由塔底(逆向流達到氣液接觸之目的，此處理方式可冷卻廢氣溫度，氣

8、體調理，及顆粒去除，為確保塔內氣體之均勻分佈，及氣液之完全接觸因此採用良好填充濾材應具有疏鬆之表面較大之自由表面積使氣體，液體之間停留時間增長，同時使用填充濾材之選用應有適當的空隙以減少氣體向上升之阻力，減少洗滌塔之壓降力，再經過除霧段處理(misteliminator後排入大氣中。2.2.3法規對潤濕因子及填充段空塔滯留時間定義如下：•潤濕因子＝waterflowrat